普通小麦-大麦杂交后代花粉母细胞减数分裂染色体行为的检测与分析

通过对普通小麦与大麦杂交后代的花粉母细胞减数分裂染色体行为进行检测及分析,表明小麦-大麦远缘杂交后代减数分裂行为存在一些异常现象.花粉母细胞减数分裂中期I(PMC MI)均具有一定数量的单价体,普遍存在多个棒状二价体和多价体;后期Ⅰ、后期Ⅱ和末期出现落后染色体、染色体桥、微核、四分孢子分裂异常等.这些异常现象可能是由远缘杂交的2个亲本间染色体组存在差异造成,导致了杂种后代中的大麦染色体的遗传不稳定性.     

华山新麦草α-醇溶蛋白基因的克隆及原核表达分析

 【研究目的】克隆华山新麦草（Psathyrostachys huashanica）的α-醇溶蛋白基因,并对其进行生物信息学分析,构建该基因的原核表达载体,在大肠杆菌中诱导表达融合蛋白。【方法】采用同源克隆法从华山新麦草基因组DNA中分离克隆出α-醇溶蛋白基因并进行序列分析,将克隆的华山新麦草α-醇溶蛋白基因Gli-Ns-5克隆到表达载体pET-28a (+)上,获得重组质粒pET28a-Gli-Ns转化大肠杆菌BL21 (DE3)并诱导表达。【结果】从华山新麦草基因组DNA中克隆了4个α-醇溶蛋白基因：Gli-Ns-2 (FJ713595)、Gli-Ns-3 (GQ139525)、Gli-Ns-4 (GQ139526)和Gli-Ns-5 (GQ139527)。序列分析表明,4条序列具有α-醇溶蛋白基因的典型结构特征,含有8个或9个半胱氨酸残基,序列FJ713595为假基因。利用所构建的大肠杆菌表达载体,经IPTG诱导,华山新麦草α-醇溶蛋白基因Gli-Ns-5(GQ139527)可在原核系统中特异性表达。Western-blot证实融合蛋白可成功表达。【结论】克隆了4个华山新麦草的α-醇溶蛋白基因序列,基因Gli-Ns-5(GQ139527)可在原核表达系统中成功表达,为小麦品质改良提供了新的候选基因。     

小麦 黑麦大穗型衍生后代的分子细胞学鉴定

为创制大穗型小麦种质材料,利用具有大穗多小穗性状的小麦-黑麦双二倍体材料"兰小黑"和普通小麦杂交得到一批大穗型衍生后代.综合采用基因组原位杂交(GISH)、SCAR标记、微卫星(SSR)和醇溶蛋白(A-PAGE)技术对这些大穗型后代中的8个单株进行分子细胞学鉴定.结果表明,GISH检测后代含2个外源信号;1RS特异SCAR标记检测后代均含有黑麦1.5 kb的1RS特征条带;醇溶蛋白检测后代都出现了黑麦碱基因Sec-1特征条带.筛选小麦21条染色体长短臂上各6对引物,结果发现只有1BS上的3对引物未扩增出1BS的条带,其余引物均扩增出了各自的相应条带.由此确定这8株小麦-黑麦大穗型衍生后代为1BL/1RS易位材料.     

小麦–华山新麦草异代换系DH2322的分子细胞遗传学鉴定

利用分子标记、细胞学、基因组原位杂交(GISH)等技术,结合田间农艺性状调查,对小麦–华山新麦草七倍体材料H8911与硬粒小麦D4286杂交F4代分离群体中株系DH2322进行了综合鉴定。华山新麦草基因组特异SCAR标记鉴定表明,DH2322含有华山新麦草遗传物质;细胞遗传学观察显示,DH2322染色体构型为2n=42=21 II;有丝分裂和花粉母细胞减数分裂中期I基因组原位杂交(GISH)鉴定表明,DH2322的染色体由40条小麦染色体和2条华山新麦草Ns染色体构成,且2条Ns染色体能完全配对为一个二价体;SSR和STS分子标记分析表明,DH2322缺失小麦D基因组的2D染色体,而含有华山新麦草的2Ns染色体;农艺性状分析结果表明,DH2322具有双亲的形态学特征,结实性好,穗长和穗粒数显著大于亲本。     

几种小麦族亲缘植物麦谷蛋白和醇溶蛋白研究

利用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)技术,对近年收集到的几种小麦亲缘植物的麦谷蛋白和醇溶蛋白进行了研究。麦谷蛋白的SDS-PAGE电泳结果表明:在高分子量区,2种披碱草、旱麦草、华山新麦草、大赖草、簇毛麦、节节麦、黑麦都有HMW-GS条带存在;拟鹅观草、纤毛鹅观草、无芒雀麦、二棱大麦和燕麦没有HMW-GS条带。在低分子量区,除无芒雀麦、纤毛鹅观草和黑麦没有LMW-GS条带以外,其它亲缘植物都有1~7条LMW-GS条带;醇溶蛋白的A-PAGE电泳结果表明:20份材料共分离出28条醇溶蛋白带纹,其醇溶蛋白多态性达100%,表明所分析的材料间具有丰富的醇溶蛋白遗传多样性。对20份材料的遗传距离进行聚类分析,其遗传距离在0.27~0.72之间,在遗传距离为0.61时,所有材料被聚为6类,其中普通小麦品种中国春、纤毛鹅观草和黑麦分别单独成类,纤毛鹅观草和黑麦与其它小麦及其亲缘植物具有较远的亲缘关系,无芒雀麦与簇毛麦之间、拟鹅观草和披碱草之间、旱麦草与大麦之间具有相对较近的亲缘关系。     

普通小麦-华山新麦草二体附加植株减数分裂中期染色体行为及形态学分析

为了进一步建立一套完整的普通小麦-华山新麦草异附加系,对普通小麦-华山新麦草衍生后代中,染色体数目2n=44的39个附加2条华山新麦草染色体植株的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMC MⅠ)染色体行为进行了GISH检测,获得了2条华山新麦草染色体能够配对的18个小麦-华山新麦草二体附加植株;并对这18个二体附加植株进行形态学比较,将其划分为7类。说明这7类二体附加植株所附加的华山新麦草染色体是不同的,初步推测在这7类二体附加植株附加的华山新麦草染色体应是华山新麦草7个同源群的不同染色体。     

九份紫色蓝色小麦的麦谷蛋白、醇溶蛋白和农艺性状分析

为了解紫色蓝色籽粒小麦的遗传背景及利用价值,采用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)技术,对9份紫色蓝色小麦品种(系)的麦谷蛋白和醇溶蛋白进行了分析。麦谷蛋白的SDS-PAGE电泳结果显示,9份材料的HMW-GS出现了8种亚基和6种亚基组合类型;Glu-A1位点的主要亚基为1亚基(66.7%),Glu-B1位点主要为7+8亚基(55.6%),优质14+15亚基频率为22.2%,Glu-D1位点,优质亚基5+10的频率为55.6%。主要亚基组合为1/7+8/5+10和Null/7+8/5+10。9份材料的LMW-GS共分离出17条带,其中有7条为共有条带,比例达到41.2%。醇溶蛋白的A-PAGE电泳结果显示,9份材料共分离出20条带,其中共有条带7条(35.0%);9份材料的LMW-GS和醇溶蛋白遗传多样性较低。聚类分析结果显示,9份材料的遗传距离为0.07~0.37,在遗传距离为0.22水平时,9份材料可分为4类,其中HR-1和NH-1,在0.07的水平上聚为一类。综合农艺性状特征、麦谷蛋白和醇溶蛋白分析,紫色籽粒材料漯珍1号、HR-1和NH-1,具有1和5+10优质亚基,可作为优良亲本在遗传和育种中加以研究利用。     

普通小麦-华山新麦草1Ns二体异附加系的农艺性状和品质

对新培育的普通小麦-华山新麦草1Ns二体异附加系H9021-28-5的农艺性状、面粉加工品质和籽粒矿物质元素含量考察和测定表明,与亲本7182相比,异附加系H9021-28-5的株高、分蘖数、穗粒数、小穗数和结实率等性状值显著降低,籽粒重量和粒径等性状值显著升高,条锈病抗性增强;沉降值、稳定时间、弱化度、拉伸曲线面积等品质指标得到显著改善,籽粒中镁、铜、锌、钼等元素的含量显著提高。华山新麦草1Ns染色体对小麦部分农艺性状、面粉加工品质指标和矿物质元素含量具有正向效应。     

八倍体小滨麦与硬粒小麦杂交F1的细胞遗传学研究

八倍体小滨麦(OctoploidTritileymus)与硬粒小麦(Triticumdurum)的杂交研究结果表明以八倍体小滨麦作母本,硬粒小麦作父本时,杂交结实率较高,平均为28.47%,而其反交结实率较低,平均仅为5.84%。杂种F1自交结实率极低,平均为1.11%;F1形态兼具硬粒小麦、普通小麦(Triticumaestivum)和滨麦(L.mollis)特性;杂种F1PMCMI染色体构型主要是14 14 ,平均为13.51 13.82 0.14 0.10 0.02 ,普通小麦D染色体组与滨麦J、N染色体组配对频率分别为3.02%和3.57%,说明D组与J、N组间基本无同源关系。同时杂种F1PMC后期有落后染色体排列在赤道板上,末期和末期出现大量二分孢子、四分孢子带微核现象。     

甘蓝型油菜γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(GCS)基因的克隆及生物信息分析

谷胱甘肽(glutathione, GSH)在生物体内具有抗氧化、抗衰老和重金属解毒等重要的生理功能。谷氨酸半胱氨酸连接酶(glutamate cysteine ligase, GCS)是合成谷胱甘肽的关键酶,又名γ-谷氨酰基半胱氨酸合成酶(γ-glutamylcysteine synthetase, γ-ECS)。本研究利用RT-PCR技术从甘蓝型油菜(Brassica napus L.)镉低积累品种‘美国油王88’中克隆到谷胱甘肽合成酶基因GCS的2个拷贝,分别命名为Bn-GCS-1和Bn-GCS-2。序列分析表明Bn-GCS-1的ORF长度为1 536 bp,推测编码蛋白含有511个氨基酸,分子量为57.58 kD,等电点为6.02;Bn-GCS-2的ORF为1 545 bp,推测编码514个氨基酸,分子量为57.95 kD,等电点为5.90。氨基酸序列比对和进化树分析发现,Bn-GCS-1和Bn-GCS-2与其他植物同源蛋白具有较高的一致性,且与白菜型油菜和甘蓝型油菜归为一类,亲缘关系最近。2个蛋白都由保守结构谷氨酸-半胱氨酸连接酶,γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶组成,属于谷氨酰半胱...